BiFeO3多铁薄膜表面、界面能带结构的光电子谱研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11204313
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    30.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2004.凝聚态物质电子结构
  • 结题年份:
    2015
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2015-12-31

项目摘要

Currently BiFeO3 is the only emerged single-phased multiferroic material with simutaneous ferroelectric and magnetic orderings at room temperature. It has been extensively studied due to its potential application of new generation memory and spintronic devices, and also its interesting physics related to the stongly correlated electronic system. While the interface, e.g. the electorde material, the Schottky barrier and the band alignment, play a crucial role in stablizing the ferroelectric domain and establishing highly reliable performance of the devices. Based on the previous studies on PZT interface, this project will concern on the surface and interface of multiferroic BiFeO3 thin films by means of photoelectron spectroscopy, and try to give a systematical, direct and quantitive determination results especially on the band structures and chemical reactions at the interface with different electrodes, furthermore, we will explore the modulation of the barrier heights at the multiferroic interfaces by electric and magnetic field, and the absolute variation values are expected. The relationship between the band structure and the lattice strain,lattice orientation, polarization and even the magnetic field at the multiferroic interface will be deduced. This study is important for clrifying the mechanism of the band alignment and explaining the variation of the barrier height at the multiferroic interface.The results definitely will be helpful for the experimental and theoretical research on multiferroic tunnel junctions and other novel devices as well, also the photoelectron spectroscopy route will provid another possibility to investigate the polar interfaces among oxide heterojunctions.
BiFeO3室温多铁材料兼具铁电性和磁性,磁、电之间的耦合赋予了电子器件许多新颖的功能和特点,同时丰富了强关联电子的物理图像,引起了人们极大的研究兴趣。由于薄膜物性和器件性能都强烈依赖于界面的性质,本项目将利用光电子谱这一直接有效的实验手段,研究BiFeO3薄膜的表面、界面能带结构。我们将在前期研究Pb(Zr,Ti)O3铁电薄膜界面的基础上,选择不同的单晶衬底制备外延BiFeO3多铁薄膜,研究晶格应力引起的薄膜表面费米能级的变化;结合原位电极生长方式,研究晶格取向和电极类型引起的界面能带结构的变化以及界面形成中的化学反应;同时探索电场和磁场调制下多铁材料界面势垒的演变规律,以了解多铁极化界面的能带结构与极化电荷及磁场的关系。这些工作将为高质量多铁隧道结和新型多铁器件的研制提供必要的实验基础。

结项摘要

BiFeO3室温多铁材料兼具铁电性和磁性,磁、电之间的耦合丰富了强关联电子的物理图像,赋予电子器件许多新颖的功能和特点,引起了人们极大的研究兴趣。其薄膜物性和器件性能都依赖于界面的性质,本项目将在前期Pb(Zr,Ti)O3的研究基础上,使用光电子谱方法研究了BiFeO3多铁薄膜的与金属电极以及氧化物电极的界面形成,作为对比同时研究同样具有钙钛矿结构的KNN薄膜的界面,发现:(1)BFO薄膜与金属电极之间有明显的化学反应,氧化Bi可以被还原成金属Bi,而BFO与氧化物ITO的界面之间则没有此一反应。BFO的这一性质与PZT类似,而且两者都具有明显的疲劳效应;(2)KNN与金属和氧化物之间的界面都未观测到明显的元素价态变化,而且KNN具有非常难得抗疲劳特性。这一研究结果表明铁电材料的疲劳行为与其界面有着非常直接的关联。本项目对阐明多铁界面能带排列的形成机制,揭示铁电材料的疲劳行为形成机制提供了实验结果,为多铁隧道结及新型多铁器件的实验与理论研究奠定基础,也为氧化物极性界面的研究提供了新的思路和方法

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(0)
Intrinsic energy band alignment of functional oxides
功能氧化物的本征能带排列
  • DOI:
    10.1002/pssr.201409034
  • 发表时间:
    2014-06-01
  • 期刊:
    PHYSICA STATUS SOLIDI-RAPID RESEARCH LETTERS
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Li, Shunyi;Chen, Feng;Klein, Andreas
  • 通讯作者:
    Klein, Andreas
Thickness-dependent metal-to-insulator transition in epitaxial VO2 films
外延 VO2 薄膜中与厚度相关的金属到绝缘体的转变
  • DOI:
    10.1088/2053-1591/1/4/046402
  • 发表时间:
    2014-10
  • 期刊:
    Mater. Res. Express
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    F. Chen;L. F. Wang;S. W. Jin;W. B. Wu
  • 通讯作者:
    W. B. Wu
Controlling the sharpness of metal-insulator transition in epitaxial (La1-xPrx)0.67Ca0.33MnO3 (0 ≤ x ≤ 0.35) films
控制外延 (La1-xPrx)0.67Ca0.33MnO3 (0 ≤ x ≤ 0.35) 薄膜中金属-绝缘体转变的锐度
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    J. Appl. Phys.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    P. F. Chen;Z. Huang;X. L. Tan;B. B. Chen;B. W.
  • 通讯作者:
    B. W.
Controlling the sharpness of room-temperature metal-insulator transition in epitaxial Sm0.5Nd0.5NiO3 films
控制外延 Sm0.5Nd0.5NiO3 薄膜中室温金属-绝缘体转变的锐度
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Aip Advances
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Xuan, X. F.;Gao, G. Y.;Jin, S. W.;Wu, W. B.
  • 通讯作者:
    Wu, W. B.
Intergranular Stress Induced Phase transition in CaZrO3 modified KNN-based lead-free piezoceramics
CaZrO3 改性 KNN 基无铅压电陶瓷中晶间应力诱导的相变
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    J. Am. Ceram. Soc., 98,2372 (2015)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jing- Feng Li;X. L. Li;X. Y. Gao;W. B. Wu
  • 通讯作者:
    W. B. Wu

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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